太阳能光伏发电接入磁浮交通供电系统的方法技术方案

一种太阳能光伏发电接入磁浮交通供电系统的方法，其特征在于，在磁浮交通沿线敷设太阳能电池板，建立多个太阳能光伏发电装置，分别接入轨道沿线的轨旁开关站、轨旁变电站、牵引变电所和主变电所的供电系统的母线。所述的太阳能光伏电池板布设在磁浮交通基础设施及附近的空间。本发明专利技术无需改变磁浮交通基础设施，解决了在磁浮交通系统中太阳能光伏电池板的布设、太阳能光伏发电接入到磁浮交通供电系统的问题。在提高磁浮交通供电安全可靠的同时，使磁浮交通供电具有配置灵活、节能环保、节省输电设备、保护和节约土地的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁浮交通供电系统，特别是一种太阳能光伏发电接入磁浮交通供电系统的方法以及太阳能电池板在磁浮交通基础设施上的布设方式。
技术介绍
太阳能是一种绿色、清洁、可再生且取之不竭、用之不尽的能源，利用太阳能发电并应用到实际生产生活中，已成为世界能源发展的趋势和方向。我国国土辽阔、太阳能资源丰富，具有利用太阳能的巨大潜力和优势。城市轨道交通近年来在国内大中城市普遍发展，其中的磁浮交通作为一种新型节能型交通在我国上海、北京、湖南等地建设发展。磁浮交通的基础设施中，牵引和供电系统的基础设施的规模占较大比重，包括主变电所、沿轨道布置的轨旁变电所、沿轨道布置的轨旁开关站以及牵引变电所和其内部的大量相同功能的牵引功率模块，以及车站设施、维修基地设施等。基础设施种类多、占用空间大，长距离供电线缆多、供电容量大。与传统的轨道交通相比，高速磁浮交通的牵引供电系统具有下列特殊性：1)牵引动力实施分区供电，每个分区长度为数百米～数十公里，上海高速磁浮交通示范运营线牵引分区最长数十公里，在上述的一个供电分区内仅可运行一辆高速磁浮列车。2)为了保障高速磁浮列车牵引对电能的强大需求，在上述分区的两端设置牵引变电所，为几个分区供电，每两个牵引变电站所间距在十公里～数十公里之间；牵引变电所内设置多个数兆伏安的高功率变流器模块。变流器模块输出电压和频率可变的电能，通过三相高压电缆、轨旁开关站向沿线定子段供电，驱动列车高速运动。3)在每个供电分区内沿轨道设置多座轨旁开关站，用来控制定子段的电力通断，轨旁开关站之间的距离在数百米～千米之间。4)为了向沿线的轨旁开关站、动力轨站、道岔等提供电能，沿轨道设置了轨旁变电所，向上述设备提供三相或直流电能，轨旁变电所之间的距离为数百米～数公里。目前，现有的高速磁浮交通的供电方式为：主变电站将外部电网的高压电经降压后输入至沿线的牵引变电所、轨旁变电所和车站变电所等，这些分变电所再将电能变换后供给相应的负荷。由于上述所、站大部分沿轨道布置，电力传输距离长达数公里至数十公里、电缆发热损耗是个十分严重的问题。同时，为了放置上述牵引供电设备，建立的基础设施占用空间也十分可观。磁浮轨道交通用电负荷按不同用途及性质可归为3类负荷：1)车辆牵引与悬浮供电负荷：该类负荷主要是向车辆提供驱动电源及车体内部的悬浮和低压机电负荷电源，所需容量最大，通常要数十兆瓦。2)运营动力负荷：主要是车站及区间内为保证线路正常、安全运营而所需的一些机电设备、通信信号设备、监控设备等，其负荷容量也较大，如每座轨旁变电所约在兆瓦级，每座轨旁开关站动作的峰值功率在百千瓦。3)运营照明负荷：主要是运营所需的各类正常照明、应急照明、指示照明、广告照明等。另外，在车辆段动力负荷和照明负荷，特别是车库内的照明负荷和车场内的路灯照明负荷容量也相当可观。上述用电负荷中，牵引和悬浮负荷用电不仅容量大，且是行车负荷，必须有极高的可靠性；动力负荷中部分为行车及消防负荷，容量也较大，可靠性也必须保证；照明负荷中的应急照明，该部分容量较小，但可靠性必须保证。采用太阳能光伏发电装置作为既有的电网的补充可进一步提高系统的可靠性。磁浮交通系统尤其高速磁浮交通由于其特殊的牵引供电模式和构造，在供电和牵引系统及主电路、供电模块和设备等方面，以及线路轨道结构等基础设施方面与既有铁路和城市轨道交通等传统轨道交通完全不同。高速磁浮供电系统与磁浮交通牵引供电系统公共母线有三相交流20kV、三相交流400V、直流400V、直流±2500V等多种类型，涉及的容量从数百kVA到数十MVA不等，如何把太阳能光伏电池板发出的电能接入磁浮交通的牵引供电系统和综合供电系统并实现协同工作，如何结合磁浮交通的基础设施进行太阳能光伏电池板的布设安装等是本专利技术要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种太阳能光伏发电接入磁浮交通供电系统的方法，以解决在磁浮交通系统中太阳能光伏电池板的布置、太阳能光伏发电电能接入到磁浮交通供电系统的问题。在提高磁浮交通供电安全可靠的同时，使磁浮交通供电具有配置灵活、节能环保、节省输电设备、保护和节约土地的效果。本专利技术的技术解决方案如下：一种太阳能光伏发电接入磁浮交通供电系统的方法，其特点在于，在磁浮交通沿线敷设太阳能电池板，建立多个太阳能光伏发电装置，分别接入轨道沿线的轨旁开关站、轨旁变电站、牵引变电所和主变电所的供电系统的母线。所述的母线是交流母线，接入交流母线的太阳能光伏发电装置，包括太阳能电池板、DC-AC逆变器和变压器、交流接入开关、交流储能开关和储能装置，太阳能光伏电池板发出的电能经DC-AC逆变器和变压器，通过交流接入开关接入轨旁开关站的母线，与外部电网进来的电能共同向轨旁开关站的母线上的用电负荷供电；当太阳能电池板的发电量大于轨旁开关站的母线上用电负荷需求时，通过储能开关将太阳能电池板发出的电能馈入储能装置；当储能装置满状态时，太阳能电池板的发出的电能通过轨旁开关站的母线馈入上一级母线；当所述的母线上用电负荷需求较大时，储能装置的电能、太阳能电池板发出的电能和上级电网的电能共同馈入所述的母线向负荷供电。所述的母线是直流母线时，所述的太阳能光伏发电装置包括太阳能电池板、DC-DC变换器、直流接入开关、直流储能开关和储能装置，所述的太阳能光伏电池板发出的电能经DC-DC变换器，通过直流接入开关接入所述的母线，与外部电网进来的电能共同向母线上的用电负荷供电；当太阳能电池板的发电量大于所述的母线上用电负荷的需求时，通过储能开关将太阳能电池板发出的电能馈入储能装置；当储能装置满状态时，太阳能电池板发出的电能通过本母线馈入上一级母线；当所述的母线上用电负荷需求较大时，储能装置的电能、太阳能电池板发出的电能和上级电网的电能共同馈入所述的母线向负荷供电。所述的接入同样电压等级的磁浮交通供电系统母线的太阳能光伏发电装置具有完全一样的结构、设备型号和控制方式。所述的太阳能电池板布置在磁浮轨道沿线的轨道梁的顶部和侧面，所述的太阳能电池板包括柔性太阳能薄膜电池和晶硅太阳能电池板，将所述的柔性太阳能薄膜电池直接布于轨道梁的顶部和侧面，利用薄金属面板固定；采用晶硅太阳能电池板布置于轨道梁的顶部和侧面，但采用晶硅太阳能电池板布置于轨道梁的顶部时，应当考虑将磁浮轨道结构的功能键的滑行面相对于轨道梁的顶面适当抬起，使安装后太阳能电池板表面与功能键的滑行面基本处于同一高，满足安装的太阳能电池板不侵入车辆底部限界要求。所述的太阳能电池板布置在磁浮轨道的声屏障上，形成具备隔声和太阳能发电功能的一体式结构。所述的太阳能电池布置在磁浮轨道的线路两侧的绿地，采用晶硅太阳能电池板，借助支架结构固定；所述的太阳能电池板布置于车站顶部、轨旁开关站、轨旁变电所、主变电所或维修基地建筑物的顶面，利用薄金属面板固定；或采用晶硅太阳能电池板进行平行式或整体式布置，借助支架结构固定。本专利技术具有以下特点：1、本专利技术在磁浮交通供电系统的母线上接入太阳能光伏发电装置，采用沿轨道的分布式、混合电压等级结构。同样电压等级的磁浮交通供电系统母线的太阳能光伏发电装置可以采用一样的结构、设备型号和控制方式。2、在磁浮交通供电系统的母线上接入太阳能光伏发电装置，与磁浮交通供电系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能光伏发电接入磁浮交通供电系统的方法，其特征在于，在磁浮交通沿线敷设太阳能电池板，建立多个太阳能光伏发电装置，分别接入轨道沿线的轨旁开关站、轨旁变电站、牵引变电所和主变电所的供电系统的母线。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能光伏发电接入磁浮交通供电系统的方法，其特征在于，在磁浮交通沿线敷设太阳能电池板，建立多个太阳能光伏发电装置，分别接入轨道沿线的轨旁开关站、轨旁变电站、牵引变电所和主变电所的供电系统的母线。2.根据权利要求1所述的太阳能光伏发电装置接入磁浮交通供电系统的方法，其特征在于所述的母线是交流母线，接入交流母线的太阳能光伏发电装置，包括太阳能电池板、DC-AC逆变器和变压器、交流接入开关、交流储能开关和储能装置，太阳能光伏电池板发出的电能经DC-AC逆变器和变压器，通过交流接入开关接入轨旁开关站的母线，与外部电网进来的电能共同向轨旁开关站的母线上的用电负荷供电；当太阳能电池板的发电量大于轨旁开关站的母线上用电负荷需求时，通过储能开关将太阳能电池板发出的电能馈入储能装置；当储能装置满状态时，太阳能电池板的发出的电能通过轨旁开关站的母线馈入上一级母线；当所述的母线上用电负荷需求较大时，储能装置的电能、太阳能电池板发出的电能和上级电网的电能共同馈入所述的母线向负荷供电。3.根据权利要求1所述的太阳能光伏发电接入磁浮交通供电系统的方法，其特征在于所述的母线是直流母线时，所述的太阳能光伏发电装置包括太阳能电池板、DC-DC变换器、直流接入开关、直流储能开关和储能装置，所述的太阳能光伏电池板发出的电能经DC-DC变换器，通过直流接入开关接入所述的母线，与外部电网进来的电能共同向母线上的用电负荷供电；当太阳能电池板的发电量大于所述的母线上用电负荷的需求时，通过储能开关将太阳能电池板发出的电能馈入储能装置；当储能装置满状态时，太阳能电池板发出的电能通...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄靖宇，史黎明，崔卫麒，丁浩，
申请(专利权)人：上海凯盾工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31